CN114573488A - 一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，以雨生红球藻提取物为原料，利用制备色谱分离纯化手段，采用使用极性基团修饰的硅胶填料，以有机溶剂为洗脱剂，实现对雨生红球藻中虾青素的纯化，得到含量＞95％的高纯虾青素产品。该方法具有效率高，产品含量高，回收率高，溶剂消耗少，稳定性好，工艺流程简单，操作简便可控等特点，适用于生产化的分离和纯化。
Description
技术领域
本方法涉及分离纯化技术领域，具体是一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，含量可以达到95％以上。
背景技术
虾青素(astaxanthin)，又名虾黄质、龙虾壳色素，即3,3’-二羟基-4,4’-二酮基-β,β’-胡萝卜素，为萜烯类不饱和化合物，是一种类胡萝卜素，也是类胡萝卜素合成的最高级别产物，呈深粉红色，化学结构类似于β-胡萝卜素。
化学分子式为C40H52O4，分子量：596.84，分子结构中有两个β-紫罗兰酮环，11个共轭双键，因此具有多种顺式异构体和旋光异构体。
虾青素除了极强的抗氧化活性外，还具有抑制肿瘤发生和生长、抵御紫外线、代维生素A活性、增强免疫功能、改善视力等诸多生理功能。雨生红球藻源虾青素的功效己经得到公认，而其他来源的虾青素化学结构存在差异，功效尚未阐明，其合法使用的安全性仍存在争议，因此雨生红球藻中的虾青素是食品添加剂和药物利用的唯一来源。
游离虾青素与其他胡萝素、虾青素酯及游离脂肪酸等的分离是进行虾青素研究和产品开发的关键。
虾青素在雨生红球藻中主要以脂的形式存在，约占总虾青素的95％。
虾青素酯与油脂的性质比较相近，组分复杂，难以进行分离纯化。
虾青素分子中含有长链不饱和的双键，芳香环上带有烯酮醇，结构不稳定，容易发生异构化和降解。目前，有关类胡萝素类化合物的纯化方法主要有硅胶柱层析、膜分离法、凝胶层析法、高速逆流色谱法等。层析技术是进行虾青素初步提纯的常用方法。采用大孔树脂和硅胶层析后，得到8.3％含量的虾青素；利用AB-8大孔吸附树脂分离了虾壳中的虾青素，得到的纯度为14.73％，以上方法制备的虾青素纯度较低，无法满足要求。因此，摸索更为有效的虾青素纯化方法是目前亟待解决的问题，利用雨生红球藻制备虾青素被认为是目前最具商业生产前景的方法。创新和优化虾青素富集提取制备工艺实现天然虾青素的规模化生产，将是未来研究的重要方向。
鉴于以上技术背景及发展前景，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯化分离雨生红球藻中虾青素的方法，该方法的原理是依靠固定相表面吸附作用，雨生红球藻来源的虾青素混合物中的组分在固定相中、随着流动相移动的迁移速度不同，从而按一定的次序由固定相中流出，根据色谱图接取目标馏分即可得到含量＞95％的产品。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明所述的一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，采用色谱的分离机理，对雨生红球藻来源的虾青素使用有机溶剂混合溶液洗脱，收集虾青素目标解析液。
本发明所述的一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，其特征在于：分离材料为极性基团修饰的硅胶，以C1～C30正链烷基连接磺酸基、羟基、二醇基、羧基、中的一种或多种，每个C1～C30正链烷基连接链上极性基团的个数为1个以上，硅胶活化后其表面的硅羟基与上述磺酸基硅烷、羟基硅烷、二醇基硅烷、羧基硅烷的摩尔比为1：(0.4～1.2)，极性基团的键合量为0.6～6.0μmol/m2，以上键合基团的种类和键合数量均可以调控，其粒径为5μm～100μm，孔径为
形状为不规则形或球形。
本发明所述的一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，其特征在于：所用流动相为一种有机溶剂或多种有机溶剂混合溶液，其中有机溶剂为二氯甲烷、叔丁基甲基醚、丙酮、正庚烷、正己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、石油醚、四氢呋喃，乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种。
本发明所述的一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，其特征在于：上柱吸附的载样量是上样样品质量与填料质量之比，载样量为0.1％～20％。
本发明所述高效制备色谱分离温度为0～60℃。
本发明所述一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，其特征在于：依据检测仪监控峰形曲线收集目标解析液。
本发明所述一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，具体步骤如下：
1)、称取适量含有虾青素的雨生红球藻样品，用有机溶剂配制成浓度为1mg/mL～900mg/mL的溶液，作为上样溶液；
2)、采用柱系统分离，色谱柱内径4.6～1200mm；采用色谱分离纯化体系，所用填料是硅胶或使用极性基团修饰的硅胶，流速为0.02～0.8倍柱体积/min；载样量为0.5％～20％。依据检测谱图的峰形曲线收集目标解析液，该方法可以得到高纯虾青素产品。
本发明具有如下优点：
1、本发明利用制备色谱分离纯化手段，采用使用极性基团修饰的硅胶填料，对雨生红球藻中的虾青素进行纯化制备，与传统硅胶和树脂等其他分离工艺对比，具有快速高效的优点；
2、采用制备工艺进行分离纯化，分离选择性好，虾青素产品纯度高；
3、采用制备工艺进行分离纯化，载样量大，回收率高，更易于实现工业化生产。
4、采用制备工艺进行分离纯化，溶剂消耗量少，流程简单，重复性好，操作简单可控，易实现自动化，过程稳定。
附图说明
图1是实施例1的虾青素制备谱图；
图2是实施例1的虾青素纯化后产品液相分析谱图。
具体实施方式
现结合实例，对本发明做进一步说明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。实例仅限于说明本发明，本发明不仅限于此。
实施例1
将雨生红球藻提取物114mg(陕西慧科植物开发有限公司)，加入15mL二氯甲烷溶解，配制成浓度7.6mg/mL的上样液，载样量0.38％(样品溶液固体质量与填料质量的占比)。使用硅胶表面键合C8连接磺酸基修饰填料(键合量为3.3μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格20×150mm，粒径30μm，孔径
填料质量30g)。色谱柱温度为30℃，用二氯甲烷：丙酮＝90:10洗脱，流速10mL/min，出目标峰后根据峰形曲线收集18～25min，目标解析液用现有技术浓缩及干燥，所得产品虾青素含量96.56％，收率93.5％。
实施例2
将雨生红球藻提取物100g(陕西慧科植物开发有限公司)，加入20L二氯甲烷溶解，配制成浓度5mg/mL的上样液，载样量2.0％(样品溶液固体质量与填料质量的占比)。使用硅胶表面键合C18连接二醇基修饰填料(键合量为1.3μmol/m2)装填的色谱柱(柱规格200×150mm，粒径10μm，孔径
填料质量5000g)。色谱柱温度为30℃，用二氯甲烷：丙酮＝95:5洗脱，流速1L/min，出目标峰后根据峰形曲线收集32～39min，目标解析液用现有技术浓缩及干燥，所得产品虾青素含量95.92％，收率86.3％。
对比例1
与实施例1不同之处在于，以非键合基团修饰的硅胶(100～200目)为分离材料，其它条件同实施例1，所得虾青素含量42.3％，收率45.9％。
对比例2
与实施例1不同之处在于，以大孔树脂为分离材料，其它条件同实施例1，所得虾青素含量33.5％，收率35.2％。
Claims (8)
1.一种利用制备色谱对雨生红球藻来源的虾青素进行分离纯化的方法，其特征在于：应用色谱分离模式，以有机溶剂为流动相洗脱，收集目标解析液，获得高纯虾青素产品。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：将雨生红球藻提取物用有机溶剂溶解，样品浓度为5～100mg/mL，有机溶剂为二氯甲烷、叔丁基甲基醚、丙酮、正庚烷、正己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、石油醚、四氢呋喃，乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：色谱分离模式所用的填料为极性基团修饰的硅胶，通过C1～C30正链烷基与硅胶连接磺酸基、羟基、二醇基、羧基极性基团中的一种或多种，每个C1～C30正链烷基连接链上极性基团的个数为1个以上，硅胶活化后其表面的硅羟基与上述磺酸基硅烷、羟基硅烷、二醇基硅烷、羧基硅烷的摩尔比为1：(0.4～1.2)，极性基团的键合量为0.6～6.0μmol/m2，以上键合基团的种类和键合数量均可以调控。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所用色谱填料粒径为5～100μm，孔径为
形状为不规则形或球形。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所用洗脱流动相为二氯甲烷、叔丁基甲基醚、丙酮、正庚烷、正己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、石油醚、四氢呋喃，乙酸乙酯等常用溶剂中的一种或多种，所使用流动相的种类依据不同键合填料而优化调整。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：流动相流速为0.02～0.8倍柱体积/min。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：上柱吸附的载样量是上样样品质量与填料质量之比，载样量为0.5％～20％。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：依据色谱图收集目标解析液，浓缩干燥后获得高纯虾青素产品为含量大于95％。
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